Satynowanie, szkiełkowanie stali kwasoodpornej

Jednym z prostszych i tańszych sposobów wykończenia powierzchni konstrukcji ze stali kwasoodpornej jest szkiełkowanie lub satynowanie. Czy tak obrobiona powierzchnia nie jest bardziej podatna na korozję? Jaka jest alternatywna (tania) metoda estetycznego wykończania powierzchni konstrukcji o gabarytach do 1 m3? W jaki sposób zabezpieczyć powierzchnię przed pozostawianiem na niej tłustych plam, np. po dotknięciu dłonią? 

Procesy mechanicznego wykańczania powierzchni takie jak skiełkowanie, satynowanie nie zwiększają podatności na korozję stali nierdzewnych, ale wręcz odwrotnie mogą polepszyć odporność na korozję wżerową i naprężeniową. Oczywiście o ile do obróbki nie zastosowano materiałów, które mogłyby zanieczyścić powierzchnię stali nierdzewnej np. cząstkami żelaza lub stali węglowych, chlorkami, etc. Proces szkiełkowania - śrutowania kulami szklanymi (nazywany także piaskowaniem szkłem) ma na celu oczyszczenie powierzchni i wywołanie w warstwie wierzchniej naprężeń ściskających – pożądanych ze względu na umocnienie warstwy wierzchniej materiału i uzyskanie wymaganych własności mechanicznych powierzchni. Proces śrutowania zwiększa także odporność stali nierdzewnej na korozję naprężeniową – korozyjne pękanie naprężeniowe. Procesy mechanicznej obróbki powierzchni przez szlifowanie, polerowanie itd. mają za zadanie wygładzenie powierzchni - zmniejszenie mikrochropowatości, nawet lekkie zmiękczenie i w efekcie uzyskanie odpowiedniego efektu wizualnego wykończenia powierzchni. Procesy takie mogą także generować naprężenia ściskające w warstwie wierzchniej materiału. Zmniejszenie chropowatości powierzchni bardzo korzystnie wpływa na odporność korozyjną obrabianych elementów ze stali nierdzewnej. Między chropowatością powierzchni a odpornością na korozję istnieje bezpośredni związek: im niższa chropowatość tym wyższa odporność korozyjna stali nierdzewnych. Elementy z wykończeniem o chropowatości powierzchni Ra<0,5μm charakteryzują się podwyższoną odpornością korozyjną, zwłaszcza na atak korozji wżerowej (rys. 1). Normy dla elementów o szczególnych wymaganiach, co do odporności korozyjnej np. przeznaczonych dla okrętownictwa oraz zewnętrznych zastosowań architektonicznych zalecają wykończenie powierzchni o chropowatości powierzchni Ra<0,5 μm [1].

Rys.1 Wływ chropowatości powierzchni na szybkość korozji stali nierdzewnych

Alternatywną techniką wykańczania powierzchni dla stali nierdzewnych może być elektropolerowanie (polerowanie elektrolityczne). W tym procesie obrabiany element zanurzony jest w kąpieli elektrolitu o odpowiednim składzie chemicznym. W wyniku przepływu prądu elektrycznego między elementem, który stanowi anodę a dodatkową katodą dochodzi do rozpuszczania warstwy wierzchniej materiału anody - obrabianego elementu. Proces ten jest odwrotny do powlekania galwanicznego. Za pomocą elektropolerowania stali nierdzewnej można uzyskać wykończenie powierzchni charakteryzujące się wysokim stopniem czystości, odporności korozyjnej, higieniczności, estetyki. Jest to wykończenie szczególnie preferowane dla zastosowań, gdzie wymagane są sterylne powierzchnie elementów o wysokiej odporności korozyjnej np. dla elementów wyposażenia szpitali, urządzeń przemysłu spożywczego i napojów, farmaceutycznego, papierniczego, uzdatniania wody oraz elementów użytku publicznego. Stopień gładkości powierzchni po elektropolerowaniu zależy od szorstkości materiału wyjściowego. W wyniku tej obróbki nie można uzyskać wykończenia z lustrzanym połyskiem tak jak w przypadku polerowania mechanicznego. Elektropolerowanie nie powoduje naprężeń w warstwie wierzchniej materiału oraz nie pozostawia cząstek materiału ściernego osadzonych na powierzchni, a uzyskana powierzchnia jest pasywna i odporna na korozję. Powierzchnia elektropolerowana ze względu na dużą gładkość jest bardzo odporna na przywieranie do niej zanieczyszczeń – brudu, kurzu odcisków palców oraz jest łatwa w czyszczeniu. Elektropolerowanie daje duże oszczędności kosztów dla drobnych elementów o skomplikowanych kształtach, których obróbka za pomocą polerowania mechanicznego jest trudna lub niemożliwa do wykonania.
W celu zabezpieczenia powierzchni przed tłustymi plamami, np. po dotknięciu dłonią można zastosować kilka metod. W warunkach domowych elementy ze stali nierdzewnej można czyścić za pomocą detergentów – wody z mydłem, płynu do mycia okien, który zawiera środki odtłuszczające i szybko odparowuje nie pozostawiając widocznych śladów i plam. Można również zastosować amoniak do użytku domowego i sodę oczyszczoną. Istnieją także liczne środki komercyjne dedykowane do czyszczenia odcisków palców z powierzchni stali nierdzewnych. Nigdy pod żadnym pozorem nie należy stosować substancji wybielających, środków na bazie chlorków i kwasu solnego. 
Odciski palców z usuwa także pasywacja za pomocą kwasu azotowego i wytrawianie powierzchni. W wyniku wytrawiania powstaje lekko szare, matowe wykończenie powierzchnia, a ze względu na fakt, że jest to odmiana pasywacji to zapewnia ono odporność korozyjną materiału na pozostawione na powierzchni odciski placów. 
Dostępne są również specjalne wykończenia powierzchni, na których odciski palców są trudniej widoczne np. wykończenia bezkierunkowe typu vibration. 
Istnieją także specjalne bezbarwne powłok nanoszone na pierzchnie wykończonych elementów ze stali nierdzewnej w celu zapobiegania pozostawiania odcisków palców. Są one często stosowane na elementach wyposażenia kuchennego z wykończeniem lekko błyszczącym przez polerowanie lub z powierzchnią wzorzystą. Na powierzchnię blachy po wytworzeniu określonego wykończenia nanoszona jest cienka warstwa (zwykle od 0,5 do 8μm) przeźroczystego lakieru. Skład chemiczny takiej warstwy może być rożny, stosuje się środki na bazie akrylu, żywic polimerowych, etc. Warstwy te są nanoszone maszynowo bezpośrednio w procesie produkcji wykończenia powierzchni. Występują ponadto hybrydowe powłoki polimerowe SiO₂ nanoszone metodą zol-żel do otrzymania, których stosuje się różne prekursory organiczne (np. TEOS, TMOS). Producenci oferują szereg gotowe produkty wraz z firmowymi warstwami ochronnymi zabezpieczającymi przed pozostawianiem odcisków placów.  

Literatura

[1]. PN-EN 10088-2,  Stale odporne na korozję, Część 2: Warunki techniczne dostawy blach i taśm ze stali nierdzewnych ogólnego przeznaczenia